離子液烷基化裝置生產異丁烷工藝方案

殷超凡

（中韓（武漢）石油化工有限公司，湖北 武漢 430076）

中韓（武漢） 石化新建30萬t/a離子液烷基化裝置，采用中國石油大學（北京） 烷基化技術，利用混合碳四原料在離子液催化劑作用下，異丁烷與烯烴反應生產烷基化油。該烷基化油具有辛烷值高，不含烯烴和芳烴、敏感性小、調和性好、揮發性好和燃燒清潔等優點，是生產高標號汽油的理想組分。該裝置所用烷基化技術為國內同規模烷基化裝置初次工業應用。

主裝置由碳四原料預處理，烷基化反應及沉降分離，反應流出物堿洗水洗，制冷壓縮，產品分餾和產品精制，離子液再生和公用工程等部分組成，見圖1。裝置開工初期需要向系統內墊入1400t高純度異丁烷。通過外購方式獲取開工異丁烷，不僅成本較高，而且受運力影響，使得本裝置開工周期較長。本文依托Aspen軟件模擬數據作為理論支撐，利用本裝置現有設備，以加氫裂化裝置產出的飽和液化氣為原料，生產出純度高達97%的異丁烷。該方案節約開工成本的同時，極大的縮短了開工周期，為國內同規模烷基化裝置開工提供了參考。

圖1 高純度異丁烷生產流程

1 Aspen模擬

生產流程圖見圖1。本文選取離子液烷基化裝置中碳四原料預處理單元中的脫輕烴塔（C101）與產品分餾單元中的脫異丁烷塔（C201）和脫正丁烷塔（C202） 組成開工異丁烷生產裝置。僅在C101底部增設一條DN150的管線至C201進料線，無需其他工藝變更即可滿足生產要求。該工藝方案以加氫裂化裝置生產的飽和液化氣作為原料，運用1.0MPa低壓蒸汽作為加熱介質，利用Aspen軟件進行建模計算，計算結果（見表1）表明選取設備均滿足生產要求，該方案可行。

表1 Aspen模擬計算結果

2 生產方案

加氫裂化裝置生產的飽和液化氣主要成分為丙烷，正丁烷和異丁烷。在本次生產方案中，為滿足工藝需求C202需要墊塔30t烷基化油，分餾生產出的丙烷將作為液化氣外送，分餾生產出的正丁烷將作為產品外送，分餾生產出的異丁烷作為開工原料直接輸送到離子烷基化系統中，為后續裝置循環脫水提供開工原料。根據工藝設計要求，開工異丁烷純度不得低于95%，計劃用量1400噸?，F有流程均滿足原料輸入及產品外送條件，具體操作方案如下：

1） 按照正常開工步驟，投用公用工程；2）打通開工烷油線，向C202進墊塔油至C202底液位80%；3） 打通收加裂液化氣流程，收加裂飽和液化氣進D102；4） 待D102液位50%，同時啟動P102兩臺機泵向C101進料，投控制進料流量13t/h；5） 待C101底液位80%，投用E102蒸汽，控制每小時升溫速度不大于20℃/h；6） 待D103液位上升至55%以上，啟動P103建立回流；7）根據來料量及C101負荷控制加裂液化氣進料量，調整C101系統操作，排不凝氣，控制塔頂壓1.6MPa，塔底壓1.8MPa，頂溫45～60℃，底溫 85～105℃；8） 待 D103液位 55%，打通D103至液化氣罐區流程，外送液化氣；9） 待C101底液位60%，向C201進料，投A202并設自動，控制好C101工藝參數；10）待C201底液位80%時，投E207蒸汽緩慢升溫，升溫速度不大于20℃/h，D210液位上升至60%時，啟動P209建立回流；11） 調整C201操作，控制塔壓0.6MPa，頂溫45～55℃，底溫 133～145℃，回流量80～100 t/h；12） D210液位高于 60%時，啟動P210建立開工收異丁烷流程；13）C201底液位60%時，打通C201底至C202流程，向C202進料，投E208蒸汽緩慢升溫，升溫速度不大于20℃/h；14） 待D211液位50%，啟動P211建立回流；15） 調整C202操作，控制C202回流量6 t/h，塔頂壓力 0.42MPa，底壓 0.45MPa，頂溫51℃，底溫163℃；16） 待D211液位50%以上，投用E210，打通正丁烷出裝置流程，向罐區送正丁烷。

通過化驗分析表明，通過該方案生產出的異丁烷純度為97.91%，滿足離子液烷基化裝置開工需求，按照13t/h飽和液化氣進料量連續生產170h即可完成1400t開工異丁烷的生產要求。如采用外購異丁烷的方式，供應方生產時間加上運輸時間計劃需要15d。通過該方案利用現有裝置生產異丁烷可以大大縮短開工周期。

異丁烷生產方案物料平衡見表2。

表2 異丁烷生產方案物料平衡

3 總結

中韓（武漢）石化新建30萬t/a離子液烷基化裝置中現有設備滿足自生產異丁烷工藝要求，以加氫裂化裝置生產的飽和液化氣作為原料，生產出的異丁烷純度高達97.91%，滿足離子液烷基化裝置開工需求。按照該生產方案連續生產170h即可完成1400噸開工異丁烷生產任務，降低開工成本的同時極大縮短了開工周期。